KR100897801B1 - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것이다.

본 발명은 복수개의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭을 개재하여 그 전방과 후방에 각각 결합되는 전방하우징과 후방하우징으로 이루어지는 본체, 메커니컬실을 개재하여 상기 본체에 회전가능하게 지지되는 구동축, 삽입홀을 통해 상기 구동축에 유동가능하게 삽입되며 구동축의 회전에 따라 회전운동을 하면서 그 경사각이 가변되는 사판과, 상기 사판의 테두리에 슈를 개재하여 연결되며 상기 실린더 보어 내에서 왕복운동을 하는 피스톤을 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 구동축은 오일펌프로부터 공급된 오일을 전방쪽으로 이동시키기 위해 길이방향으로 형성된 오일공급통로와, 상기 오일공급통로의 도중에 형성되며 상기 사판에 형성된 삽입홀의 내주면쪽으로 오일을 공급하기 위한 오일분사통로를 구비하며, 상기 사판에는 오일분사통로를 통해 공급된 오일이 사판과 슈의 연결부위에 공급되도록 안내하는 오일분사홀이 형성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 사판식 압축기를 통해 사판, 슈 및 피스톤이 연결부위에 오일을 분사함으로써 사판, 슈 및 피스톤의 연결부위의 마찰력 감소로 인한 압축기의 효율성을 크게 증대시킬 수 있으며, 더불어 소음 감소, 안정된 온도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

사판식 압축기, 오일 윤활 구조, 사판

Description

사판식 압축기{SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

도 1은 종래의 사판식 압축기를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 사판식 압축기를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 구동축을 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 실린더 블럭 111 : 실린더 보어

120 : 전방하우징 121 : 사판실

130 : 후방하우징 131 : 흡입실

132 : 토출실 140 : 구동축

141 : 메카니컬실 142 : 오일공급통로

143 : 배출구 144 : 분사구

145 : 오일분사통로 146 : 평탄면

150 : 사판 151 : 오일분사홀

160 : 피스톤 161 : 슈

170 : 밸브플레이트 180 : 오일분리기

190 : 제어밸브 200 : 오일펌프

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사판식 압축기의 내부에 오일의 순환을 보다 원활하게 할 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 사판식 압축기는 사판의 회전에 의해 피스톤이 왕복하면서 냉매를 압축하기 위한 것으로, 자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있다.

이러한 사판식 압축기는 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 일정한 경사각을 가진 디스크 형상의 사판이 고정되게 설치되어 구동축에 의해 회전하고, 상기 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈(shoe)를 개재하여 설치한 다수의 피스톤들이 실린더 블럭에 형성된 다수의 실린더 보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출하도록 구성된다.

상기와 같은 종래의 사판식 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 실린더 보어(11a)를 가지고 있고 압축기의 외부를 구성하는 실린더 블럭(11)과, 상기 실린더 블럭(11)의 앞쪽 단부에 배치되어 사판실(12a)을 형성하는 전방 하우징(12)과, 상기 실린더 블럭(11)과 전방 하우징(12)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(14)과, 내부에 흡입실(13a)과 토출실(13b)이 형성되어 있고 상기 실린더 블럭(11)의 뒤쪽 단부에 배치되어 있는 후방 하우징(13)과, 상기 구동축(14)에 연 결되고 회전운동하면서 경사각이 변하는 사판(15)과, 슈(16a)를 개재하여 상기 사판(15)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합되고 실린더 보어(11a) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(16)을 포함한다.

그리고 상기 후방하우징(13)의 토출실(13b) 근방에는 오일분리기(17)가 설치되어 있다. 상기 오일분리기(17)는 원심력을 이용하는 것으로서 후방하우징(13)에 설치된 제어밸브(18)와 연결되어 있다.

이와 같은 구성을 가지는 사판식 압축기는 도 1에 표시된 화살표에서와 같은 오일 윤활 구조를 가지며, 상기 오일 윤활 구조를 통해 구동되는 요소들의 마찰 및 온도상승을 현저하게 감소시킬 수 있다.

그러나 상기한 종래의 사판식 압축기용 오일 윤활 구조는 넓은 면적을 통해 구동되는 요소에는 효과적으로 오일을 공급할 수는 있지만, 상기 사판(15), 슈(16a) 및 피스톤(16)의 구동부위와 같이 좁은 면적을 통해 구동되는 요소에는 오일이 제대로 공급되지 못해 마찰에 의한 국부적인 마모 및 온도가 크게 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사판식 압축기에 사판, 슈 및 피스톤의 연결부위에 오일을 신속하게 분사할 수 있도록 오일통로를 형성하여 마찰력 및 온도상승을 방지하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사판식 압축기는,

복수개의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭을 개재하여 그 전방과 후방에 각각 결합되는 전방하우징과 후방하우징으로 이루어지는 본체, 메커니컬실을 개재하여 상기 본체에 회전가능하게 지지되는 구동축, 삽입홀을 통해 상기 구동축에 유동가능하게 삽입되며 구동축의 회전에 따라 회전운동을 하면서 그 경사각이 가변되는 사판과, 상기 사판의 테두리에 슈를 개재하여 연결되며 상기 실린더 보어 내에서 왕복운동을 하는 피스톤을 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

상기 구동축은 오일펌프로부터 공급된 오일을 전방쪽으로 이동시키기 위해 길이방향으로 형성된 오일공급통로와, 상기 오일공급통로의 도중에 형성되며 상기 사판에 형성된 삽입홀의 내주면쪽으로 오일을 공급하기 위한 오일분사통로를 구비하며, 상기 사판에는 오일분사통로를 통해 공급된 오일이 사판과 슈의 연결부위에 공급되도록 안내하는 오일분사홀이 형성되고, 상기 오일공급통로를 통하여 공급된 오일은 구동축에 형성된 배출구를 통해 메커니컬실로 공급되며, 상기 메커니컬실에 공급된 오일은 구동축과 전방하우징의 틈새를 통해 사판실쪽으로 공급되고, 사판실에서 윤활작용을 수행한 오일은 사판실 바닥면에 모인 후 오일펌프를 통해 다시 오일공급통로로 공급되어 순환하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 구동축과 전방하우징의 틈새는 구동축의 외주면에 디컷(D-cut) 형상으로 형성된 평탄면에 의해 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 후방하우징에는 압축된 냉매가 토출되는 토출실과, 상기 토출실 내에 설치되며 냉매와 오일을 분리하는 오일분리기와, 상기 오일분리기로부터 분리된 오 일을 제어하여 본체 내로 공급하는 제어밸브를 구비하며, 상기 제어밸브를 통해 본체 내로 유입된 오일이 구동축의 일단에 설치된 오일펌프로 흡입되어 구동축의 오일공급통로로 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 사판식 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 블럭(110)과, 상기 실린더 블럭(110)의 앞쪽 단부에 설치되는 전방 하우징(120)과, 상기 실린더 블럭(110)의 뒤쪽 단부에 설치되는 후방 하우징(130)과, 상기 실린더 블럭(110)과 전방 하우징(120)에 각각 회전 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)에 연결 설치되는 사판(150)과, 상기 사판(150)에 결합되어 실린더 보어(110) 내에 유입되는 냉매를 압축하는 피스톤(160)을 포함한다.

상기 실린더 블럭(110)의 내주면에는 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더 보어(111)가 형성되어 있다.

상기 전방하우징(120)은 상기 실린더 블럭(110)의 앞쪽 단부에 설치되며, 내부에는 사판실(121)이 형성되어 있다.

상기 후방하우징(130)은 상기 실린더 블럭(110)의 뒤쪽 단부에 설치되며, 내 부에는 흡입실(131)과 토출실(132)이 각각 형성되고, 상기 토출실(132)에는 토출실(132)로 유입된 냉매를 순수한 냉매와 오일로 각각 분리하기 위한 오일분리기(180)가 설치되어 있다.

상기 오일분리기(180)는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하기 위한 것으로, 상기 후방하우징(130)의 흡입실(131)에서 토출실(132)로 보내지는 냉매를 원심력에 의해 순수한 가스형 냉매와 오일로 각각 분리하게 되며, 상기 후방하우징(130)에 설치된 제어밸브(190)와 연결통로를 통해 연결된다.

여기서, 상기 오일분리기(180)와 제어밸브(190)는 공지된 기술로서 통상적으로 압축기에 사용되고 있는 오일분리기 및 제어밸브라면 모두 적용 가능하며, 그에 따라 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 구동축(140)은 양단이 상기 실린더 블럭(110)과 전방 하우징(120)에 각각 회전 가능하게 지지되되, 상기 실린더 블럭(110)에 지지되는 일단에는 메커니컬실(141)이 설치되고, 전방하우징(120)에 지지되는 타측단에는 상기 제어밸브(190)를 통과하는 오일을 원심력 등을 이용하여 펌핑하는 오일펌프(200)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 오일펌프(200)는 공지된 기술로서 통상적으로 압축기에 사용되고 있는 오일펌프라면 모두 사용가능하며, 그에 따라 자세한 설명은 생략한다.

그리고 상기 구동축(140)의 내부에는 상기 오일펌프(200)에 의해 펌핑된 오일을 메커니컬실(141)까지 공급하기 위한 오일공급통로(142)가 형성되며, 상기 오일공급통로(142)는 상기 메커니컬실(141)과 연통되는 배출구(143)와 후술되는 사 판(150)과 연통되는 오일분사통로(145)를 가진다.

또한, 상기 전방하우징(120)에 회전가능하게 지지되는 구동축(140)의 외주면에는 디컷(D-cut) 형상의 평탄면(146)이 형성되며, 상기 평탄면(146)을 통해 형성되는 전방하우징(120)과 구동축(140) 사이의 틈새로 상기 메카니컬실(141)에 채워진 오일이 사판실(121) 전체로 분사된다.

한편, 상기 사판(150)은 구동축(140)의 회전력을 전달받아 그 경사각도를 변경하면서 회전하는 것으로, 그 테두리에 슈(161)를 개재하여 연결된 피스톤이 실린더 블럭(110)의 실린더 보어(111) 내에서 왕복운동을 하도록 한다.

여기서, 상기 사판(150)은 전체적으로 보아 원판 모양을 가지며, 그 중앙에는 상기 구동축(140)이 삽입되는 삽입홀(미도시)이 형성되어 있다.

또한 상기 삽입홀의 상측 내주면에 접하는 사판(150)의 일 측면 또는 양측면에는 바깥쪽으로 돌출되는 연결부(153)가 형성되는데, 상기 연결부(153)는 구동축(140)에 고정된 플레이트(미도시)에 핀 등으로 유동 가능하게 연결되거나, 일단이 구동축(140)에 힌지 결합된 링크기구의 타단에 연결된다.

한편, 도 2에서는 상기 오일분사홀(151)이 후방쪽 연결부(153)를 관통하도록 형성된 예를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 오일분사홀(151)은 전방쪽 연결부(153)를 관통하게 형성되어도 무방하며, 전방 및 후방쪽 연결부(153)를 모두 관통하게 형성되어도 무방하다.

상기 피스톤(160)은 슈(161)를 개재하여 상기 사판(150)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합되고, 실린더 보어(111) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되어 상기 실 린더 보어(111)에 유입되는 냉매가스를 압착한 후 토출실(132)로 보내게 된다.

그리고 상기 후방하우징(130)과 실린더 블럭(110) 사이에는 밸브 플레이트(170)가 설치되어 있으며, 상기 밸브 플레이트(170)에는 실린더 보어(111)와 흡입실(131)을 연결하는 흡입구(171) 및, 실린더 보어(111)와 토출실(132)을 연결하는 토출구(172)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브 플레이트(170)에 형성된 흡입구(171) 및 토출구(172)에는 상기 피스톤(160)의 왕복운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(171)와 토출구(172)를 개폐시키기 위한 흡입밸브와 토출밸브가 각각 구비되어 있다.

이와 같은 구성을 가지는 사판식 압축기의 오일 윤활 구조를 설명하면 다음과 같다.

먼저 외부로부터의 동력원에 의해 사판식 압축기의 구동축(140)에 회전력이 인가되면, 구동축(140)의 회전에 의해 사판(150)은 최소 경사각으로 회전하게 된다.

상기 사판(150)이 경사진 상태로 회전하게 되면, 상기 사판(150)의 테두리에 슈(161)를 개재하여 연결된 피스톤(160)은 실린더 블럭(110)의 실린더 보어(111) 내에서 왕복운동을 하게 된다.

이와 같이 피스톤(160)의 왕복운동을 통해 상기 후방하우징(130)의 흡입실(131)로 냉매를 흡입하고 압축하며, 압축된 냉매는 피스톤(160)의 압축행정시 상기 후방하우징(130)의 토출실(132)로 보내진다.

상기 토출실(132)로 보내진 냉매는 오일분리기(180)로 유입됨에 따라 원심력에 의해 가스와 오일로 각각 분리되되, 분리된 가스는 토출관(미도시)을 통해 배출되고, 오일은 연결통로를 통해 제어밸브(190)로 보내진다.

상기 제어밸브(190)에 유입된 오일은 오일펌프(200)의 펌핑에 의해 강제로 상기 구동축(140)의 내부에 길이방향으로 형성된 오일공급통로(142)로 공급된다.

한편, 상기 오일공급통로(142)로 공급된 오일은 구동축(140)의 전방쪽으로 이동하면서, 일부의 오일이 오일분사통로(145) 및 오일분사홀(151)을 통해 사판(150)과 슈(161), 피스톤(160)의 연결부위로 공급된다.

따라서, 상기 사판(150)의 삽입홀 내주면과 구동축(140)의 외주면 사이의 윤활작용이 이루어지는 한편, 상기 오일분사홀(151)을 통해 공급되는 오일에 의해 사판(150)과 슈(161), 피스톤(160)의 연결부위에 대한 윤활작용이 이루어지게 된다.

또한, 상기 오일분사통로(145)를 지나친 오일의 일부는 상기 오일공급통로(142)의 전방쪽으로 계속 이동하여 배출구(143)를 통해 메카니컬실(141)로 공급된다.

상기 메카니컬실(141)에 채워진 오일은 메카니컬실(141)을 윤활한 후에 전방하우징(120)과 구동축(140)의 평탄면(146) 사이의 틈새를 통해 사판실(121)에 구비된 구동요소들(사판, 슈, 피스톤)에 분사되어 윤활작용을 하게 된다.

이후, 사판실(121)의 바닥면에 충진되는 오일은 오일펌프(200)와 연결된 연결통로(미도시)를 통해 펌핑되어 다시 오일공급통로(142)로 공급되는 순환과정을 반복하게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 사판식 압축기를 통해 사판, 슈 및 피스톤이 연결부위에 오일을 분사함으로써 사판, 슈 및 피스톤의 연결부위의 마찰력 감소로 인한 압축기의 효율성을 크게 증대시킬 수 있으며, 더불어 소음 감소, 안정된 온도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 복수개의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭을 개재하여 그 전방과 후방에 각각 결합되는 전방하우징과 후방하우징으로 이루어지는 본체, 메커니컬실을 개재하여 상기 본체에 회전가능하게 지지되는 구동축, 삽입홀을 통해 상기 구동축에 유동가능하게 삽입되며 구동축의 회전에 따라 회전운동을 하면서 그 경사각이 가변되는 사판과, 상기 사판의 테두리에 슈를 개재하여 연결되며 상기 실린더 보어 내에서 왕복운동을 하는 피스톤을 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축은 오일펌프로부터 공급된 오일을 전방쪽으로 이동시키기 위해 길이방향으로 형성된 오일공급통로와, 상기 오일공급통로의 도중에 형성되며 상기 사판에 형성된 삽입홀의 내주면쪽으로 오일을 공급하기 위한 오일분사통로를 구비하고,

   상기 사판에는 오일분사통로를 통해 공급된 오일이 사판과 슈의 연결부위에 공급되도록 안내하는 오일분사홀이 형성되어 있고,

   상기 오일공급통로를 통하여 공급된 오일은 구동축에 형성된 배출구를 통해 메커니컬실로 공급되고,

   상기 메커니컬실에 공급된 오일은 구동축과 전방하우징의 틈새를 통해 사판실쪽으로 공급되며,

   사판실에서 윤활작용을 수행한 오일은 사판실 바닥면에 모인 후 오일펌프를 통해 다시 오일공급통로로 공급되어 순환하되,

   상기 구동축과 전방하우징의 틈새는 구동축의 외주면에 디컷(D-cut) 형상으로 형성된 평탄면에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 후방하우징에는 압축된 냉매가 토출되는 토출실과, 상기 토출실 내에 설치되며 냉매와 오일을 분리하는 오일분리기와, 상기 오일분리기로부터 분리된 오일을 제어하여 본체 내로 공급하는 제어밸브를 구비하며,

   상기 제어밸브를 통해 본체 내로 유입된 오일이 구동축의 일단에 설치된 오일펌프로 흡입되어 구동축의 오일공급통로로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
5. 삭제

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